Підбір перерізу та перевірка напруження в елементах зв’язок

У зв’язку з тим, що гнучкість поздовжніх зв’язок звичайно велика, то визначаючою перевіркою перерізу найчастіше є перевірка їх на стійкість за формулою

де D – розрахункове зусилля в діагоналі зв’язок при відповідному сполученні навантажень (для верхніх зв’язок D = D_ih_w + N_ді^вh_Т; для нижніх зв’язок D = D_i)

j - коефіцієнт поздовжнього згинання, який визначається максимальною гнучкістю та величиною ексцентриситету e_ef = 0;

m – коефіцієнт умов роботи;

m₁ = 0.7 – додатковий коефіцієнт умов роботи для кутників, що прикріплюються до фасонок однією поличкою.

 

для верхніх зв’язок

умова виконана

для нижніх зв’язок

умова виконана

 

Крім розрахунку зв’язок на стійкість, для діагоналей нижніх зв’язок необхідно проводити перевірку на міцність за формулою

де А_п – площа нетто перерізу діагоналей нижніх поздовжніх зв’язок.

D – максимальне зусилля розтягнення в діагоналях нижніх зв’язок, що визначається за формулою:

D = D_ih_w + N_ді^вh_Т;

умова виконана

 

Розрахунок опорних частин

 

Навантаження від прогонових споруд з фермами на опори передається через рухомі та нерухомі опорні частини із стального лиття.

Розміри опорної плити та розміри нижнього балансира в плані, для нерухомих опорних частин, визначаються в залежності від розрахункового опору бетону підферменної подушки, яка виконується із бетону не нижче класу В30, за формулами:

; ; ;

де R_в – розрахунковий опір бетону підферменної подушки;

R_в = 15.5 МПа = 1.55кН/см²;

а_ІІ та в_ІІ – розміри опорної плити в поздовжньому та поперечному напрямках;

Р_І – навантаження на одну опорну частину; при двох фермах це навантаження визначається за формулою

;

де l – величина прольоту прогонової споруди; l = 62.0м;

q_вв^н – інтенсивність нормативного постійного навантаження на 1 п.м. прогонової споруди; q_вв^н = 40.76 кН/м;

nК – інтенсивність еквівалентного тимчасового навантаження;

К – клас розрахункового тимчасового вертикального навантаження, який для капітальних мостів дорівнює 14;

 

Розрахунок верхнього балансира проводиться на зминання під торцями опорних фасонок та на згинання. Довжина верхнього балансира визначається за умовами:

; ,

де St – товщина всіх фасонок у вузлі;

R_p – розрахунковий опір для стального лиття опорних частин;

R_p = 315МПа;

Приймаємо а= 30 см

 

Перевірка верхнього балансира за нормальними напруженнями при дії згинальних моментів проводиться для небезпечних перерізів;

Величини згинальних моментів визначаються за формулами:

для перерізу І – І

для перерізу ІІ – ІІ

 

для перерізу ІІІ – ІІІ

 

Перевірка нормальних напружень проводиться за формулою

,

де χ - коефіцієнт, яким враховуються пластичні деформації

W_i – моменти опору для розрахункових перерізів балансира;

R_y – розрахунковий опір для матеріалу опорних частин; R_y = 205 МПа;

 

для перерізу І – І

 

для перерізу ІІ – ІІ

 

для перерізу ІІІ – ІІІ

 

Тоді отримуємо наступні значення напружень:

 

умови виконані

 

 

Розрахунок на зминання в місці спирання верхнього балансира на нижній проводиться за формулою діаметрального стиснення

звідки знаходимо величину радіусу r циліндричної поверхні зверху нижнього балансира

,

де в – довжина лінії дотику в спиранні верхнього балансира на нижній;

R_cd – розрахунковий опір при діаметральному стиску; R_cd = 8 МПа=0,8 кН/см²;

Нижній балансир, котки та опорні плити рухомих опорних частин проектуються з урахуванням переміщення кінця прогонової споруди від тимчасового навантаження та від зміни температури та визначається за формулою:

де s_f – нормальне напруження в поясі ферми від тимчасового навантаження та дорівнює 22.21кН/см²;

l – розрахунковий проліт прогонової споруди рівний 62.0м;

Е – модуль пружності сталі;

a - коефіцієнт лінійного розширення сталі (a = 0,000012);

t – різниця температур, яка при розробці типових конструкцій приймається для теплої та холодної пори року +40°С та -40°С;

Згинальний момент для перерізу І – І з урахуванням переміщення котків визначається за формулою

,

де n_k – кількість котків опорної частини;

у₁ – відстань від осі нижнього балансира до першого котка з урахуванням його переміщення на величину D/2, яка визначаються за формулою:

;

;

Розрахунок діаметра котків на міцність проводиться за формулою діаметрального зжимання:

звідки

,

де F₁ – тиск на один найбільш навантажений коток;

l_k – довжина лінії дотику в опиранні нижнього балансира на коток;

Розрахункова величина навантаження F₁ на коток визначається за формулою:

,

де e_max = 1,5c₀;

с₀ – відстань між осями котків, м

Отримуємо наступні значення:

 

 

Товщина плити визначається за формулою:

,

де R_y – розрахунковий опір для матеріалу плити;

в_n – ширина плити;

M_max – максимальний згинальний момент в плиті – більша із величин

та

с – відстань від осі крайнього котка до кінця плити при симетричному положенні котків.

Товщину плити допускається приймати не менше 5... 7 см.

 

Приймаємо товщину плити 5 см.

 

ЛІТЕРАТУРА

1. ДБН В.2.3-14:2006. Мости і труби. Правила проектування – К., 2006р. – 360 с.

2. СНиП ІІ-23-81*. Стальныеконструкции. – М.: ГУП ЦПП, 2002. – 90 с.

3. Протасов Г.Д. и др.. Металлические мосты. –М.: Транспорт, 1973. – с.

4. Осипов В.И. Мосты и тоннели на железных дорогах. – М.: Транспорт, 1988. – 367с.

5. Петропавловский А.А. и др.. Проектирование металлических мостов. – М.: Транспорт, 1982. – 320 с.

6. Корнеев М.М. Стальные мосты. Теоретическое и практическое пособие по проектированию. К., 2003. – 547 с.

7. Косяк В.М., Тарасенко В.П., Попович М.М. Методичні вказівки по кладенню варіантів металевого моста. – Дніпропетровськ, 2009. – 48 с.

8. Косяк В.М., Тарасенко В,П. Розрахунок і конструювання металевої прогонової будови з наскрізними головними фермами. Ч.1. Розрахунок і конструювання балок проїзної частини. – Дніпропетровськ, 2009. – 60 с.

9. Косяк В.М., Марочка В.В., Тарасенко В.П. Розрахунок і конструювання елементів головних ферм. – Дніпропетровьк, 2009. – 60 с.

 

ЗМІСТ

1. Вступ........................................................................................................ 1

2. Вихідні данні............................................................................................. 3

2.1 Інженерно-гідрологічні умови.................................................................... 3

2.2 Інженерно-геологічні умови....................................................................... 3

3. Варіантне проектування........................................................................ 5

3.1 Розробка варіантів..................................................................................... 5

3.2 Варіант №1............................................................................................... 7

Варіант №2.................................................................................................. 11

4. Розрахунок поздовжньої балки....................................................... 18

4.2 Підбір перерізу поздовжньої балки............................................................ 21

4.3 Перевірка перерізу балки на міцність за нормальними напруженнями........ 22

4.3. Перевірка перерізу балки за нормальними напруженнями на витривалість. 23

4.4. Перевірка перерізу балки за дотичними напруженнями............................. 24

4.5. Перевірка стінки балки при сумісній дії нормальних та дотичних напружень 25

4.7 Розміщення ребер жорсткості та визначення їх розмірів.............................. 27

4.8 Поздовжні та поперечні зв’язки між поздовжніми балками....................... 28

5. Розрахунок поперечної балки........................................................... 31

5.1. Розрахункова схема, навантаження,визначення зусиль............................ 31

5.2. Підбір перерізу поперечної балки.............................................................. 34

5.3 Перевірка перерізу на міцність за нормальними напруженнями на міцність. 35

5.7 Розміщення ребер жорсткості та визначення їх розмірів.............................. 40

6. Розрахунок прикріплення балок проїзної частини...................... 41

6.1. Розрахунок прикріплення поздовжньої балки до поперечної..................... 41

6.2. Розрахунок прикріплення поперечної балки до ферми............................... 43

7. Розрахунок головних ферм прогонових споруд.......................... 44

7.1 Визначення зусиль в елементах головних ферм від постійного та тимчасового вертикального навантаження............................................................................................... 44

7.2.Визначення нормативної інтенсивності вітрового навантаження................ 47

7.2.1.Визначення нормативних навантажень від тиску вітру на головні ферми,проїзну частину та рухомий склад............................................................................................. 47

7.2.2. Визначення розрахункових горизонтальних навантажень від тиску вітру на верхню та нижню вітрові ферми................................................................................................ 48

7.2.3.Визначення додаткових зусиль в поясах головних ферм......................... 48

7.3 Визначення розрахункових зусиль в елементах головних ферм від гальмування 50

7.3.1Визначення розрахункових зусиль в елементах головних ферм для сполучення навантажень з урахуванням вітру та гальмування................................................................. 51

7.4. Підбір та перевірки перерізу елементів головних ферм................................ 53

7.5. Розрахунок прикріплення елементів головних ферм.................................. 64

7.5.1. Визначення кількості болтів прикріплення елементів ферм...................... 64

8. Розрахунок поздовжніх зв’язків між фермами........................... 68

8.1. Визначення зусиль в елементах поздовжніх зв’язок між фермами............. 68

9. Розрахунок опорних частин.............................................................. 71

ЛІТЕРАТУРА.................................................................................................... 76

ЗМІСТ.............................................................................................................. 77